CN205016673U - 折合振子天线及其无线设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于天线技术领域，提供了一种折合振子天线及其无线设备。上述折合振子天线包括处理组件和天线组件，天线组件通过馈电线与处理组件电连接，天线组件包括介质基板和辐射体，辐射体包括第一辐射臂和第二辐射臂，第一辐射臂和第二辐射臂两相同的一端分别通过第三辐射臂和第四辐射臂相连，第三辐射臂和第四辐射臂分别向内弯折形成有第一辐射臂缺口和第二辐射臂缺口；于第一辐射臂缺口和第二辐射臂缺口中的任意一个内设置有馈电组件，馈电线的一端连接于馈电组件上。本实用新型提供的折合振子天线及其无线设备，其天线体型小巧，能够实现水平面无线覆盖，而且易于馈电，应用范围广，提升了无线设备的使用性能。

Description

折合振子天线及其无线设备

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，尤其涉及一种折合振子天线及其无线设备。

背景技术

在无线局域网终端领域，许多无线设备，尤其是家用无线设备要求实现较好的水平面全向覆盖。而随着智能设备的不断发展，市场对产品的小型化、高性能的追求愈发明显。当无线设备给天线预留的可用高度较小时，采用常规的水平全向天线已经难以满足尺寸的限制，因此，需要开发一些新的天线形式，能在高度较小的情况下实现水平全向覆盖。

为解决上述问题，因而出现了一种折合振子天线，而常见的普通折合振子天线是一个窄矩形环，这种折合振子天线一般通过细直导线弯折而成，导线直径远小于波长，而且宽边长度远小于长边长度，但其主要辐射面在垂直于长边的面上，当需要覆盖水平面时，天线长边需垂直于水平面放置，而由于天线长边较长(二分之一波长)，因而难以应用于高度受限且需要对水平面进行无线覆盖的终端机型。此外，普通折合振子天线的特性阻抗与馈电线的特性阻抗不匹配，不能直接进行馈电，一般需要通过加巴伦的方式进行阻抗变换，因此，馈电方式较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种折合振子天线及其无线设备，天线其体型小巧，能够实现水平面无线覆盖，而且阻抗低，易于馈电，应用范围广，提升了无线设备的使用性能。

本实用新型是这样实现的：一种折合振子天线，包括用于处理信号的处理组件和用于信号收发的天线组件，所述天线组件通过馈电线与所述处理组件电连接，所述天线组件包括介质基板和设置在所述介质基板上的辐射体，所述辐射体包括两相对延伸设置的第一辐射臂和第二辐射臂，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂两相同的一端分别通过第三辐射臂和第四辐射臂相连，所述第三辐射臂和所述第四辐射臂分别向内弯折形成有第一辐射臂缺口和第二辐射臂缺口；于所述第一辐射臂缺口和所述第二辐射臂缺口中的任意一个内设置有馈电组件，所述馈电线的一端连接于所述馈电组件上。

具体地，所述第一辐射臂缺口包括两相对设置的内侧壁和将两所述内侧壁的一端相连的底边，所述馈电组件设置于所述第一辐射臂缺口内，包括由所述底边分割而形成的第一馈电臂和第二馈电臂，所述馈电线包括同轴设置的内导体和外导体，所述内导体连接于所述第一馈电臂上，所述外导体连接于所述第二馈电臂上。

具体地，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂间隔、且平行设置，两者之间的间隔距离为0.5～2mm。

优选地，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂之间的间隔距离为1mm。

具体地，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂相平行设置，且长度均等于所收发电磁波信号的1/4～1/3谐振波长，所述第三辐射臂和所述第四辐射臂的两端分别垂直连接于所述第一辐射臂和所述第二辐射臂上，所述第一辐射臂和所述第三辐射臂之间的长度比值为9:5。

具体地，所述第一辐射臂缺口和所述第二辐射臂缺口相对平齐设置，且缺口的宽度相等。

优选地，所述第一辐射臂缺口与所述第一辐射臂之间的距离和与所述第二辐射臂之间的距离的比值为6:5。

具体地，所述辐射体由片状辐射线绕设呈“工”字形，其线宽为0.5～3mm。

进一步地，所述介质基板上除所述馈电组件部位外还设置有绝缘层。

本实用新型还提供了一种无线设备，包括上述的折合振子天线。

本实用新型提供的一种折合振子天线，通过在介质基板上设置辐射体，并且将辐射体的第三辐射臂和第四辐射臂分别向内弯折，从而缩短了第三辐射臂和第四辐射臂的长度，在满足了水平面无线覆盖的同时，还降低了整个辐射体的体积，使天线易于小型化，适用于高度较小的终端机型使用，实用性好。

采用上述折合振子天线的无线设备，由于折合振子天线整体的体积小巧，而且能够实现水平面无线覆盖，因而降低了无数设备的体积，使无线设备易于小型化，满足了对无线设备的使用要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的折合振子天线结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的折合振子天线中天线组件的平面结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的折合振子天线中天线组件的立体结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的折合振子天线的水平面增益图；

图5是本实用新型实施例提供的折合振子天线的垂直面增益图；

图6是本实用新型实施例提供的折合振子天线的驻波图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种折合振子天线1，包括用于处理信号的处理组件11和用于信号收发的天线组件12，天线组件12通过馈电线13与处理组件11电连接。在实际使用当中，通过馈电线13对天线组件12进行馈电后，使天线组件12能够进行信号的发射和接收，然后经过处理组件11的处理分析而实现相应的使用功能。在本实施例中，天线组件12包括介质基板121和设置在介质基板121上的辐射体122，该辐射体122部分为平面结构，通过印刷方式在介质基板121上形成。当然，辐射体122也可以是用金属片切割而成等其它方式制作而成，或是直接通过将细直导线弯折而成，而当采用通过细直导线弯折形成时，此时便无需设置介质基板121。设置方式多样，能够满足不同的使用需求。介质基板121的材料可以是FR-4(环氧玻璃纤维)、FR1(绝缘阻燃聚碳酸酯)、PTFE(聚四氟乙烯)或CEM1(环氧玻璃布纸基)等常用材质，但不限于这些材质。辐射体122在通过馈电后，便能够进行信号的收发。

具体地，如图1至图3所示，该辐射体122包括两相对延伸设置的第一辐射臂1221和第二辐射臂1222，第一辐射臂1221和第二辐射臂1222两相同的一端分别通过第三辐射臂1223和第四辐射臂1224相连，第三辐射臂1223和第四辐射臂1224分别向内弯折形成有第一辐射臂缺口1225和第二辐射臂缺口1226；于第一辐射臂缺口1225和第二辐射臂缺口1226中的任意一个内设置有馈电组件14，馈电线13的一端连接于馈电组件14上。本实施例中所提供的天线1，其最大增益面在垂直于第三辐射臂1223和第四辐射臂1224的面上，因而通过采用将第三辐射臂1223和第四辐射臂1224向内弯折的方式来形成第一辐射臂缺口1225和第二辐射臂缺口1226，从而，大大缩短了第三辐射臂1223和第四辐射臂1224的高度，在将该天线1的第三辐射臂1223或第四辐射臂1224垂直水平面摆放以达到覆盖面水平的效果时，所需的高度较小，使该天线1不仅能够实现水平面无线覆盖，而且还降低了整个辐射体122所占用的面积，进而缩小了天线1的高度空间，特别适合于在高度受限的平躺式机型上面使用。

具体地，如图1和图2所示，通过弯折形成的第一辐射臂缺口1225包括两相对设置的内侧壁1227和将两内侧壁1227的一端相连的底边(图中未标示)，而且，其两相对的内侧壁1227之间相平行。在本实施例中，该馈电组件14设置于第一辐射臂缺口1225内，包括由底边分割而形成的第一馈电臂141和第二馈电臂142，馈电线13包括同轴设置的内导体131和外导体132，内导体131连接于第一馈电臂141上，外导体132连接于第二馈电臂142上，并且，馈电点位于弯折后的第三辐射臂1223的中部位置，在这种连接方式下，天线的方向性更好，有利于天线的收发。

具体地，如图2所示，根据设计要求，该第一馈电臂141和第二馈电臂142间隔、且平行设置，第一馈电臂141设置在第二馈电臂142的外侧，而且两者之间的间隔距离为0.5～2mm之间。作为优选的设置方式，在本实施例中，将第一馈电臂141和第二馈电臂142之间的间隔距离设置为1mm。

具体地，本实施例中，该辐射体122由片状辐射线绕设走线形成类似呈“工”字形的结构，其线宽为0.5～3mm，具体尺寸可以根据需要进行调整，而调整宽度便可以对天线阻抗进行微调，以能够满足不同的使用要求。

具体设置时，该辐射体122的总长约为其所能收发电磁波信号的一个谐振波长，第一辐射臂1221和第二辐射臂1222相平行设置，且长度相等，约1/4～1/3谐振波长，而最优选的长度为3/10谐振波长。而第三辐射臂1223和第四辐射臂1224的两端分别垂直连接于第一辐射臂1221和第二辐射臂1222，因而第三辐射臂1223和第四辐射臂1224也时相互平行的形式设置，而且其上折弯形成的第一辐射臂缺口1225和第二辐射臂缺口1226的内侧壁也均分别与第一辐射臂1221和第二辐射臂1222相平行。另外，第三辐射臂1223和第四辐射臂1224在弯折后，整体的高度相等，约为1/6谐振波长，从而使第一辐射臂1221和第三辐射臂1223(或第二辐射臂1222和第四辐射臂1224)之间的长度比值约为9:5，在此比例附近时，可以将天线输入的阻抗由300欧调整到50欧左右，从而使馈电线13能够直接连接进行馈电，馈电方式简单，降低了馈电的复杂性。

具体地，根据整体的设计规则，为达到天线性能的最优效果，当将辐射体122的总长设置成约为其所能收发信号的一个谐振波长时，那么第一辐射臂缺口1225内与第一馈电臂141相连的内侧壁1227的长度约为1/20谐振波长，与第二馈电臂142相连的内侧壁1227的长度约为2/25谐振波长。同时，第二辐射臂缺口1226内的两内侧壁1227长度相等，均约为2/25谐振波长，如此设置，不仅能够满足使用功能，而且整体美观性好。

具体地，如图1所示，在设置时，可以根据设计要求，将第一辐射臂缺口1225和第二辐射臂缺口1226的设置方式设置成多种形式，如部分相对或错位。而在本实施例中，第一辐射臂缺口1225和第二辐射臂缺口1226相对平齐设置，且缺口的宽度相等。

具体地，第一辐射臂缺口1225与第一辐射臂1221之间的距离和与第二辐射臂1222之间的距离的比值约为6:5。具体为，根据统一的设计规范，第一辐射臂缺口1225与第一辐射臂1221之间的距离约为3/50谐振波长，第一辐射臂缺口1225与第二辐射臂1222之间的距离的比值约为1/20谐振波长。

进一步地，在介质基板121上除馈电组件14部位外设置有绝缘层(图中未示出)，该绝缘层起到到防氧化和绝缘的作用，确保天线使用功能的可靠性。

本实施例中，该天线的工作频段位于2.4GHz～2.5GHz之间(GHz：频率单位)，但不限于此频段，可以根据不同频段的波长，按比例对天线尺寸进行变换，从而得到不同频段的天线。同时，构成天线辐射体122整体结构的各尺寸仅为一个较优选的尺寸，并不仅限于该尺寸，具体尺寸可以根据不同的使用要求进行微调修改，在此并不做限制。

本实施提供的折合振子天线1，此天线在使用时，如图3所示，将第三辐射臂1223以垂直于水平面(XOY)的方式放置，此时天线1的辐射能量主要集中在水平面(XOY)。如图4所示，是天线1水平面(XOY)方向图，水平面平均增益约为1.5dBi(dBi：天线增益的单位)。如图5所示，是天线1在垂直面(YOZ)方向图，从图中可见辐射能量主要集中在水平面附近。如图6所示，是天线1的驻波比，从图中可见，驻波小于2的带宽为170MHz左右(MHz：频率单位)。

本实用新型实施例还提供了一种无线设备，包括上述的折合振子天线1。由于该折合振子天线1整体的体积小巧，而且能够实现水平面无线覆盖，因而使无数设备的体积得到缩小，使无线设备更加小型化，满足了现今生活当中，对小体积的无线设备的使用要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种折合振子天线，包括用于处理信号的处理组件和用于信号收发的天线组件，所述天线组件通过馈电线与所述处理组件电连接，其特征在于，所述天线组件包括介质基板和设置在所述介质基板上的辐射体，所述辐射体包括两相对延伸设置的第一辐射臂和第二辐射臂，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂两相同的一端分别通过第三辐射臂和第四辐射臂相连，所述第三辐射臂和所述第四辐射臂分别向内弯折形成有第一辐射臂缺口和第二辐射臂缺口；于所述第一辐射臂缺口和所述第二辐射臂缺口中的任意一个内设置有馈电组件，所述馈电线的一端连接于所述馈电组件上。

2.如权利要求1所述的折合振子天线，其特征在于，所述第一辐射臂缺口包括两相对设置的内侧壁和将两所述内侧壁的一端相连的底边，所述馈电组件设置于所述第一辐射臂缺口内，包括由所述底边分割而形成的第一馈电臂和第二馈电臂，所述馈电线包括同轴设置的内导体和外导体，所述内导体连接于所述第一馈电臂上，所述外导体连接于所述第二馈电臂上。

3.如权利要求2所述的折合振子天线，其特征在于，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂间隔、且平行设置，两者之间的间隔距离为0.5～2mm。

4.如权利要求3所述的折合振子天线，其特征在于，所述第一馈电臂和所述第二馈电臂之间的间隔距离为1mm。

5.如权利要求1所述的折合振子天线，其特征在于，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂相平行设置，且长度均等于所收发电磁波信号的1/4～1/3谐振波长，所述第三辐射臂和所述第四辐射臂的两端分别垂直连接于所述第一辐射臂和所述第二辐射臂上，所述第一辐射臂和所述第三辐射臂之间的长度比值为9:5。

6.如权利要求1所述的折合振子天线，其特征在于，所述第一辐射臂缺口和所述第二辐射臂缺口相对平齐设置，且缺口的宽度相等。

7.如权利要求1所述的折合振子天线，其特征在于，所述第一辐射臂缺口与所述第一辐射臂之间的距离和与所述第二辐射臂之间的距离的比值为6:5。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的折合振子天线，其特征在于，所述辐射体由片状辐射线绕设呈“工”字形，其线宽为0.5～3mm。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的折合振子天线，其特征在于，所述介质基板上除所述馈电组件部位外还设置有绝缘层。

10.一种无线设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的折合振子天线。